青海省经济社会发展对水资源现状的影响研究

赵 露

（中国人民银行西宁中心支行 青海西宁 810000）

一、研究背景

青海身为三江之源，海拔约1644—6851m，全省平均海拔不小于3000m，区域类型包括农区、牧区、山区、高海拔地区和沿黄流域等。青海水资源丰富但时空分配不均，干旱少雨，年降水量地域分布不均，东南年均降水量约200mm，西北年降水量递减到15mm，蒸发量大，昼夜温差最大达20℃左右。地表水和地下水的年径流量主要受降水和气温的影响，年内分配不均，5—9 月气温回升，冰雪消融，为丰水期，径流量增大，占全年径流量50%—70%，枯水期径流量减少。

水资源在经济与环境、人口与社会的全面协调可持续发展过程中占据重要地位，作为保障经济发展的重要元素，研究经济社会发展对水资源现状的影响，有利于客观把握开发现状，了解地方经济对水资源开发的影响，落实“节约优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的新时期治水方针。“十三五”期间青海省编制完成了《青海省非常规水源利用规划》，将非常规水源纳入水资源统一配置，印发了《青海省节约用水管理办法》和《青海省节水行动实施方案》，旨在提高水资源利用效率，以水资源的可持续利用为基础，促使青海省经济社会高质量和谐发展。

生态足迹与人口总量、环境自净能力、经济生产能力等有关，表示在现有技术和消费水平下，区域人口对环境的影响规模和持续生存对环境提出的需求。Ewing 等指出，水足迹可用于了解消费活动与淡水资源的环境压力之间的联系；学者多用区域降水量、人口数量和国内生产总值（GDP）等指标衡量水资源负载指数，反映区域内水资源的利用程度及与经济发展的关系。晓兰等运用负载指数法对内蒙古经济发展指标以及经济发展程度与水资源开发利用程度的关系进行了分析。作为分布均匀度的量化评价方法，基尼系数广泛应用于各个领域，如用水结构及趋势分析。

通过水资源生态足迹模型、基尼系数和负载指数探究青海省经济社会发展对水资源现状的影响，有利于实现水资源在时空上与经济社会发展、人口密度分布的优化配置。

二、数据来源与研究方法

（一）数据资料来源

青海省水资源总量、消耗量等水量数据和社会经济属性数据来源于2015—2020年《青海省水资源公报》和《青海统计年鉴》。水资源来源于年降水量、扣除重复部分后的地表水和地下水储量。2015—2020 年青海省水资源统计表如表1所示。

表1 2015—2020年青海省水资源统计表

（二）研究方法

1.水资源生态足迹模型

水资源生态足迹是通过比较水资源生态足迹和生态承载力，判断水资源的可持续发展利用情况。万元GDP水资源生态足迹反映区域内生物生产面积的水资源利用率的高低，值越大，说明水资源利用率越低，反之，水资源利用率越高。计算公式分别如式（1）和式（4）所示。

式中：EFW为水资源生态足迹，hm2；ECW为水资源生态承载力，hm2；EZW为水资源生态盈余或赤字，hm2；EG 为万元GDP 水资源生态足迹，hm2/万元；N 为人口数，cap；efw为人均水资源生态足迹，hm2/cap；rw为水资源的全球均衡因子；Ww为消耗水资源量，m3；Pw为水资源全球平均生产能力，m3/hm2；ecw为人均水资源生态承载力，hm2/cap；ψw为区域水资源用地产量因子；Q 为区域水资源总量，m3；60%为水资源总量中60%用于维持生态环境；P 为区域常住人口数，万人；G 为区域生产总值，亿元。

参数确定：Pw=3140 m3/hm2。rw根据世界自然基金会计算确定rw=5.19。ψw为区域单位面积的产水量与水资源全球生产能力的比值，根据表1 计算可得，柴达木盆地2015—2019年年均产水量为8.13×1010m3，ψw=0.3626。

2.基尼系数

青海省水资源量由地表水量和地下水量构成，选取水资源总量作为基本匹配对象，将地下水用量和地表水用量作为匹配分级对象，计算基尼系数。在保证数据精确度的基础上简化计算过程，基尼系数的求取采用梯形面积法，计算公式及评价结果分别如式（5）和表2所示。

表2 基尼系数的评价结果

式中：G为基尼系数；Xi为地表用水和地下用水的累计百分比；Yi为水资源总量的累计百分比，当i=1 时，X0=Y0=0，即最小累计百分比的前一项百分比为0。

3.水资源负载指数

水资源负载指数反映区域水资源开发利用水平与人口和经济总量之间的平衡关系，同时反映区域内水资源可持续利用前景和开发的难易。负载指数与水资源量和水资源的利用水平呈正相关，与人口数和经济总量呈负相关，计算如式（6）所示，负载指数的分级如表3所示。

表3 水资源负载指数分级

5-10 2-5 1-2＜1ⅡⅢⅣⅤ高，潜力不大中等，潜力较大较低，潜力大低，潜力很大开发困难开发较难开发较易开发容易

式中：C 为区域水资源负载指数；Q 为区域水资源总量，m3；P为区域常住人口数，万人；G 为区域生产总值，亿元；k为降水量决定的系数。

参数确定：k 的取值由年降水量R 的范围决定，当R≤200 mm 时，k=1；当200 mm＜R≤400 mm 时，k=1.0-0.1（R-200）/200；当400 mm＜R≤800 mm 时，k=0.9-0.2（R-200）/400；当800 mm＜R≤1600 mm 时，k=0.7-0.2（R-200）/800；当R＞1600 mm时，k=0.5，2015—2020年k的取值分别为0.9553、0.94765、0.93055、0.7981、0.913和0.91645。

三、经济社会发展对水资源现状影响的研究

（一）水资源现状分析

1.水资源生态足迹分析

根据式（1）和式（3）计算得水资源生态指标变化趋势如表4所示。

表4 2015—2020年青海省水资源生态指标单位：106hm2

表4 表明，2015—2020 年青海省水资源生态足迹基本持平，多年水资源生态足迹平均值为2.7195×106hm2。2015 年青海省水资源生态足迹出现最高值，为2.7648×106hm2，以2015 年为基数，2020 年减少0.1826×106hm2，下降6.60%，表明青海省的需水量波动不大。除2019 年同比下降4.42%外，水资源生态承载力整体呈现上升的趋势，与2015 年相比，2020 年增加10.1313×106hm2，增长71.71%，青海省水资源生态承载力越来越大。

由表1 计算可得，青海省2016—2020 年降水量较上年分别增长5.29%、11.12%、19.15%、-7.38%和-1.84%，与水资源生态承载力变化趋势一致，两者呈密切正相关（相关系数R＞99.9%）。2015—2020 年青海省水资源生态承载力远大于生态足迹，水资源处于盈余状态，生态盈余均超过11×106ghm2，水资源整体利用率不高，处于可持续发展的状态，足以维持区域生态环境发展。

青海省多年来人口密度小且变化不大，人均水资源生态指标的变化趋势与总生态指标一致，人均水资源生态足迹变化不大，平均值为0.46 hm2/cap，始终小于人均水资源生态承载力。与2015 年相比，2020 年人均水资源生态足迹和生态承载力分别降低7.23%和增长70.56%。中国年人均耗水量为702 m3，即人均水资源生态足迹为1.1603 hm2/cap，青海省人均水资源生态足迹明显低于中国人均水资源生态足迹。

2.基尼系数分析

2015—2020 年青海省各项水资源量和用水量扣除重复部分，按从小到大的顺序排列计算各项累计百分比如表6 所示，用水包括地下水供水、地表水供水和其他水源供水，部分年份地表供水和地下供水用水累积百分比小于100%。

表6 2015—2020年青海省水资源统计

按式（5）计算2015 年—2020 年地表水和地下水的总量对用水量的基尼系数在0.2—0.3 范围内波动，分别为0.2733、0.2668、0.2611、0.2577、0.2698、0.2599。2015 年最大，2018 年最小，表明2015—2020年青海省地下水和地表水利用的匹配度为“相对平均”，水资源利用匹配度较优，不存在过度开采的问题。

（二）经济社会发展对水资源现状的影响分析

由式（1）可以计算2015—2020年青海省各部分耗水的水资源生态足迹比例，随着经济社会的发展，青海省农田灌溉水足迹占比由60%下降到45%，林牧渔畜水足迹占比由24%增长到28%，工业水足迹比例基本稳定在10%，城镇公共和居民生活水足迹比例与常住人口数有关，由10%增长为12%。随着“绿色发展”的提出，政府和人民越来越重视生态保护，生态环境水足迹比例从2%增加到4%。

由式（4）计算万元GDP 水资源生态足迹如表7 所示，由式（6）计算青海省水资源负载指数如表8所示。

表7 2015—2020年青海省万元GDP水资源生态足迹

表8 2015—2020年青海省水资源负载指数

由表7 可知，2015—2020 年青海省万元GDP 水资源生态足迹呈逐年大幅度下降趋势，降幅分别为7.0%、3.1%、6.5%、4.0%和7.2%，以2015 年为基数，截至2020 年，万元GDP 水资源生态足迹由0.1144 hm2/万元下降到0.0859 hm2/万元，降幅为24.9%，说明青海省水资源利用效率逐年增高，反映了近年来随着循环经济、绿色经济和节约经济的提倡，青海省的经济发展水平已经开始从相对粗放式向资源集约型过渡。

由表8 可知，2015—2020 年青海省水资源负载指数总体呈现下降的趋势，水资源负载指数均为Ⅳ级，利用水平较低，潜力大，开发较易。造成该现象的原因有：（1）常住人口密度影响。青海省多年平均人口总量不足600万人，地广人稀，人口密度持续较小，部分地区如盐湖、沙漠等交通不便，水资源开采利用程度较小。（2）青海省以农业和畜牧业发展为主，伴随少量的盐湖工业发展，GDP 总量虽呈上升趋势，但远小于发达地区。（3）气候条件影响。青海省干旱少雨，年降水量不足350 mm，约位居中国各省27 位，水资源的时空不均衡严重制约开发利用和经济社会发展。

四、结论与建议

采用生态足迹模型、基尼系数和负载指数法对青海省经济社会发展对水资源现状的影响进行研究，2015—2020年水资源生态足迹基本持平，水资源生态承载力整体呈上升的趋势，水资源生态承载力远大于生态足迹，水资源处于盈余状态。整体利用率不高，处于可持续发展状态，足以维持区域生态发展。地下水和地表水利用的匹配度为“相对平均”，匹配度较优，不存在过度利用的问题。随着经济社会的发展，耗水量水足迹占比呈不同程度的变化。万元GDP 水资源生态足迹呈逐年下降趋势，水资源利用率有所增高。水资源负载指数均为Ⅳ级，利用水平较低，潜力大，开发较易。

为保持青海省水资源生态良好状态，解决水资源未合理配置、利用率低和受降水量调控的影响，应综合考虑各类水体水质和水量，开采中同时考虑资源自身价值和生态保护并行，结合工业用水需求，从区域环境层次、经济效益层次和工程建设管理层次等方面，实行水资源时间和空间的合理分配，建立合理的水资源配置模式，保障青海省经济社会发展与生态保护与建设双向并行。